Une équipe internationale d'astrophysiciens avec la participation de l'Université nationale de recherche nucléaire «MEPhI» a découvert un signal de photons galactiques de haute énergie dans les données de l'expérience de Fermi. Cette découverte pourrait faire la lumière sur l'origine des neutrinos de haute énergie précédemment enregistrés par l'observatoire de neutrinos IceCube à la station Amundsen-Scott en Antarctique. La découverte a été rapportée dans la revue Physical Review-D.
Le neutrino se déplace là où d'autres particules se coincent. Par exemple, les neutrinos solaires proviennent de l'intérieur du soleil et fournissent des informations sur les réactions thermonucléaires dans le noyau solaire. Les neutrinos de haute énergie nous proviennent d'objets extraterrestres encore inconnus et fournissent des informations qui ne sont pas disponibles avec d'autres méthodes d'observation.
Des chercheurs de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI, avec des collègues de l'Université de Paris-Diderot (France), de l'Université norvégienne des sciences et de la technologie (Norvège), de l'Université de Genève (Suisse), tout en étudiant les données du télescope gamma Fermi à hautes énergies (au-dessus de 300 GeV), ont découvert un composante du flux de rayonnement gamma.
«À des énergies supérieures à 300 GeV, les signaux provenant de sources extérieures à notre galaxie seront fortement supprimés en raison de l'absorption du rayonnement gamma dans l'espace intergalactique. De plus, à des distances au sein de la galaxie, le rayonnement gamma n'est pratiquement pas absorbé. Ainsi, le nouveau composant doit avoir une source dans notre Galaxie », a déclaré à RIA Novosti l'un des auteurs de l'étude, professeur au NRNU MEPhI, Dmitry Semikoz.
Selon le scientifique, le spectre du nouveau composant est en bon accord avec le flux anormalement élevé de neutrinos récemment découvert dans l'expérience IceCube. Puisque les neutrinos sont toujours «produits» avec les rayons gamma, qui ont un spectre similaire, les scientifiques ont supposé que les deux spectres avaient une origine commune.
«Dans cet article, nous avons proposé deux modèles pour expliquer toutes les données», a déclaré le professeur Semikoz. - Dans le premier modèle, des neutrinos et des rayonnements gamma sont produits dans la région voisine de la Galaxie en raison de l'interaction des rayons cosmiques. Dans le second modèle, les neutrinos et les rayonnements gamma sont apparus à la suite de la désintégration de la matière noire dans notre galaxie ».
Lequel de ces modèles est correct, il sera possible d'établir à partir de l'inhomogénéité du signal lors d'études ultérieures. Si la source du signal est la désintégration de la matière noire, l'importance de cette étude peut difficilement être surestimée. Mais même dans le cas d'une source astrophysique proche, nous avons peut-être eu une chance pour la première fois de trouver une source de rayons cosmiques qui produisent les neutrinos et les rayons gamma observés.
Actuellement en Russie, au fond du lac Baïkal, un télescope à neutrinos sous-marin «Gigaton Water Detector» d'un volume d'un kilomètre cube est en cours de construction. Il est prévu qu'en 2020, le télescope Baïkal devienne comparable en sensibilité à l'expérience IceCube. Et pour observer la partie centrale de notre galaxie, le télescope Baïkal est encore mieux adapté que IceCube, car il est situé dans l'hémisphère nord (les chercheurs en neutrinos en Antarctique observent les particules littéralement «à travers la Terre»).
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